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一种新型化工气体净化组合工艺

申请号 CN202311398530.1 申请日 2023-10-26 公开(公告)号 CN117126687B 公开(公告)日 2024-02-20
申请人 山东三维化学集团股份有限公司; 发明人 袁洪娟; 荆举祥; 张伟; 高炬; 卢滨; 汪坤钰;
摘要 本 发明 涉及硫磺回收设备技术领域,具体涉及一种新型 煤 化工气体 净化 组合工艺。变换装置、变换气洗涤净化装置以及克劳斯硫磺回收装置依次连接; 压缩机 主体内设置有若干个压缩腔,各压缩腔内均连接有 曲轴 活塞 机构,动 力 装置与任意一个曲轴活塞机构连接,每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,同步装置使相邻的两曲轴活塞机构同步转动,或使相邻两曲轴活塞机构之间可相对转动。本新型煤化工气体净化组合工艺提高了硫磺的收率,总硫收率接近100%wt,在设备不需要满负荷运行时,能够降低动力装置的负荷,与 气体压缩机 满负荷运行相比,能够降低动力装置的耗能,进而降低了设备的运行成本。
权利要求

1.一种化工气体净化组合装置,其特征在于:包括变换装置、变换气洗涤净化装置、克劳斯硫磺回收装置以及机组,变换装置、变换气洗涤净化装置以及克劳斯硫磺回收装置依次连接,热泵机组的蒸发器和冷凝器同时与变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置连接,并分别调节变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置的温度,在克劳斯硫磺回收装置与变换气洗涤净化装置之间设置有气体压缩机(17),气体压缩机(17)的输入口与克劳斯硫磺回收装置连通,气体压缩机(17)的输出口与变换气洗涤净化装置连通;
气体压缩机(17)包括压缩机主体(1701)、曲轴活塞机构、动装置以及同步装置,压缩机主体(1701)内设置有若干个压缩腔,各压缩腔内均连接有曲轴活塞机构,动力装置与任意一个曲轴活塞机构连接,每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,同步装置使相邻的两曲轴活塞机构同步转动,或使相邻两曲轴活塞机构之间可相对转动;
所述的同步装置包括同步套(1709)、同步轴(1711)以及驱动装置,同步套(1709)可转动的安装在压缩机主体(1701)上,同步套(1709)与曲轴活塞机构的曲轴(1707)同轴设置,曲轴(1707)靠近同步套(1709)的一端设置有同步孔(1710),同步孔(1710)内壁设置有内花键,同步套(1709)内壁也设置有内花键,同步轴(1711)为花键轴,同步套(1709)的两端均可滑动的安装有同步轴(1711),驱动装置同时与两同步轴(1711)连接,并带动两同步轴(1711)同步运动,使两同步轴(1711)分别伸入到对应侧的同步孔(1710)内,或由同步孔(1710)内移出;
所述的驱动装置包括设置在压缩机主体(1701)上压缩气通道(1708)以及设置在同步套(1709)上的连通孔(1712),环绕同步套(1709)的外壁设置有环形槽(1702),连通孔(1712)设置在环形槽(1702)的底部,连通孔(1712)环绕同步套(1709)间隔设置有多个,压缩气通道(1708)与环形槽(1702)连通,同步套(1709)的两端的直径大于中部的直径,连通孔(1712)与同步套(1709)中部连通,各同步轴(1711)与同步套(1709)之间均密封设置;
所述的驱动装置还包括拉簧(1714),拉簧(1714)设置在同步套(1709)内,拉簧(1714)的两端分别与对应侧的同步轴(1711)连接,并使两同步轴(1711)移出对应的同步孔(1710);
当通过压缩气通道(1708)向同步套(1709)内通入压缩气时,压缩气推动两侧的同步轴(1711)向外运动,并进入到对应侧的曲轴(1707)上的同步孔(1710)内,此时两侧的曲轴(1707)均与同步套(1709)保持同步转动;拉簧(1714)处于拉伸状态,进而在压缩气通道(1708)断开后,拉簧(1714)即可拉动两侧的同步轴(1711)同步向内运动,并分别与对应侧的曲轴(1707)之间断开传动;
所述的变换气洗涤净化装置包括洗涤塔(7)、甲醇洗涤塔(8)、氮气气提塔(12)、硫化氢浓缩塔(10)、冷量回收装置(9)以及甲醇再生塔(11),硫化氢浓缩塔(10)的输入口与甲醇洗涤塔(8)和氮气气提塔(12)连通,硫化氢浓缩塔(10)的输出口与冷量回收装置(9)和甲醇再生塔(11)连通,氨洗涤塔(7)的输入口与变换装置的输出端连接,氨洗涤塔(7)的输出口与克劳斯硫磺回收装置的输入端连接;
所述的甲醇洗涤塔(8)包括洗涤塔主体(801)、喷淋盘(803)、分散盘(802)以及曝气盘(807),喷淋盘(803)、分散盘(802)以及曝气盘(807)由上至下依次设置在洗涤塔主体(801)内,洗涤塔主体(801)的进气口与曝气盘(807)连通,洗涤塔主体(801)的进液口与喷淋盘(803)连通,分散盘(802)间隔设置有若干个,洗涤塔主体(801)顶部为出气口;
曝气盘(807)的上部为中部上凸的弧形,曝气盘(807)的顶部设置有若干个曝气嘴,曝气嘴包括排气管(8072)、挡液罩(8071)以及环形板(8073),排气管(8072)的下端伸入到曝气盘(807)内并与曝气盘(807)的内腔连通,排气管(8072)与曝气盘(807)之间密封连接,环形板(8073)套在排气管(8072)外,环形板(8073)设置在排气管(8072)的顶部,挡液罩(8071)为中部上凸的半球形,挡液罩(8071)罩设在环形板(8073)的上侧,挡液罩(8071)内壁与环形板(8073)外沿密封连接,且挡液罩(8071)的下端低于环形板(8073)设置,环形板(8073)上设置有若干排气孔(8074),进入到曝气盘(807)内的气体经过排气管(8072)进入到挡液罩(8071)与环形板(8073)之间的空腔内,并通过排气孔(8074)喷至曝气盘(807)的顶面上,进而与顶面上的向下流动的甲醇溶液接触,进一步实现了对气体的洗涤。
2.根据权利要求1所述的煤化工气体净化组合装置,其特征在于:所述的曲轴活塞机构包括活塞(1705)、曲轴(1707)以及连杆(1706),曲轴(1707)的两端分别可转动的安装在压缩机主体(1701)上,活塞(1705)可滑动的安装在对应的压缩腔内,连杆(1706)的一端与曲轴(1707)可转动的连接,另一端与活塞(1705)可转动的连接。
3.根据权利要求1所述的煤化工气体净化组合装置,其特征在于:所述的甲醇洗涤塔(8)还包括循环泵(808),循环泵(808)的输入口与洗涤塔主体(801)的底部连通,循环泵(808)的输出口与喷淋盘(803)连通。
4.根据权利要求1所述的煤化工气体净化组合装置,其特征在于:所述的甲醇洗涤塔(8)还包括流管(804)以及机(806),回流管(804)的一端与洗涤塔主体(801)的顶部连通,另一端与风机(806)的输入口连通,风机(806)的输出口与曝气盘(807)连通。
5.根据权利要求1所述的煤化工气体净化组合装置,其特征在于:所述的喷淋盘(803)内设置有喷淋腔,喷淋盘(803)上设置有若干通气管(8031),通气管(8031)贯穿喷淋盘(803)设置,并将喷淋盘(803)的两侧连通,且各通气管(8031)与喷淋盘(803)之间封闭设置,各通气管(8031)的下部均设置有出液孔(8032),出液孔(8032)将喷淋腔的底部与对应的通气管(8031)内腔连通。

说明书全文

一种新型化工气体净化组合工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及硫磺回收设备技术领域,具体涉及一种新型煤化工气体净化组合工艺。

背景技术

[0002] 常规克劳斯硫磺回收工艺总硫收率只有95%左右,为了提高总硫收率,开发了一系列新工艺。例如现在使用最广泛的尾气加氢还原吸收工艺,总硫收率可以提高到99.9%3
以上,焚烧尾气中SO2含量约为200~400mg/Nm,该工艺流程复杂、建设投资是常规克劳斯的
2倍、运行费用和能耗高,且尾气排放指标(硫含量)已不能满足环境敏感地区的环保要求。
[0003] 煤化工硫磺回收装置的原料主要来自变换及低温甲醇洗装置的含H2S酸性气体,这类气体H2S浓度低,CO2含量高,对硫磺回收装置的适应性提出更高的要求,采用长流程的尾气加氢还原吸收工艺,工艺流程复杂、建设投资高、运行费用和能耗也高,且尾气排放不达标,需要增加尾气深度净化设施;采用短流程的超级/超优克劳斯工艺,投资、运行费用和能耗下降,但是硫磺收率也相应下降,同样需要增加尾气深度净化设施,才能使尾气达标排放。
[0004] 目前硫回收过程中产生的尾气含有H2S气体,最后通过焚烧将尾气中的微量H2S化为SO2经过处理后再排放,由干排放尾气中含有少量硫,导致疏磺收率不会达到 100%。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种能够将尾气再次循环吸收,以提高硫磺回收的收率的新型煤化工气体净化组合工艺。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该新型煤化工气体净化组合工艺,包括变换装置、变换气洗涤净化装置、克劳斯硫磺回收装置以及机组,变换装置、变换气洗涤净化装置以及克劳斯硫磺回收装置依次连接,热泵机组的蒸发器和冷凝器同时与变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置连接,并分别调节变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置的温度,在克劳斯硫磺回收装置与变换气洗涤净化装置之间设置有气体压缩机气体压缩机的输入口与克劳斯硫磺回收装置连通,气体压缩机的输出口与变换气洗涤净化装置连通;
[0007] 气体压缩机包括压缩机主体、曲轴活塞机构、动装置以及同步装置,压缩机主体内设置有若干个压缩腔,各压缩腔内均连接有曲轴活塞机构,动力装置与任意一个曲轴活塞机构连接,每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,同步装置使相邻的两曲轴活塞机构同步转动,或使相邻两曲轴活塞机构之间可相对转动。
[0008] 优选的,所述的同步装置包括同步套、同步轴以及驱动装置,同步套可转动的安装在压缩机主体上,同步套与曲轴活塞机构的曲轴同轴设置,曲轴靠近同步套的一端设置有同步孔,同步孔内壁设置有内花键,同步套内壁也设置有内花键,同步轴为花键轴,同步套的两端均可滑动的安装有同步轴,驱动装置同时与两同步轴连接,并带动两同步轴同步运动,使两同步轴分别伸入到对应侧的同步孔内,或由同步孔内移出。
[0009] 优选的,所述的驱动装置包括设置在压缩机主体上压缩气通道以及设置在同步套上的连通孔,环绕同步套的外壁设置有环形槽,连通孔设置在环形槽的底部,连通孔环绕同步套间隔设置有多个,压缩气通道与环形槽连通,同步套的两端的直径大于中部的直径,连通孔与同步套中部连通,各同步轴与同步套之间均密封设置。
[0010] 优选的,所述的驱动装置还包括拉簧,拉簧设置在同步套内,拉簧的两端分别与对应侧的同步轴连接,并使两同步轴移出对应的同步孔。
[0011] 优选的,所述的曲轴活塞机构包括活塞、曲轴以及连杆,曲轴的两端分别可转动的安装在压缩机主体上,活塞可滑动的安装在对应的压缩腔内,连杆的一端与曲轴可转动的连接,另一端与活塞可转动的连接。
[0012] 优选的,所述的变换气洗涤净化装置包括洗涤塔、甲醇洗涤塔、氮气气提塔、硫化氢浓缩塔、冷量回收装置以及甲醇再生塔,硫化氢浓缩塔的输入口与甲醇洗涤塔和氮气气提塔连通,硫化氢浓缩塔的输出口与冷量回收装置和甲醇再生塔连通,氨洗涤塔的输入口与变换装置的输出端连接,氨洗涤塔的输出口与克劳斯硫磺回收装置的输入端连接。
[0013] 优选的,所述的甲醇洗涤塔包括洗涤塔主体、喷淋盘、分散盘以及曝气盘,喷淋盘、分散盘以及曝气盘由上至下依次设置在洗涤塔主体内,洗涤塔主体的进气口与曝气盘连通,洗涤塔主体的进液口与喷淋盘连通,分散盘间隔设置有若干个,洗涤塔主体顶部为出气口。
[0014] 优选的,所述的甲醇洗涤塔还包括循环泵,循环泵的输入口与洗涤塔主体的底部连通,循环泵的输出口与喷淋盘连通。
[0015] 优选的,所述的甲醇洗涤塔还包括流管以及机,回流管的一端与洗涤塔主体的顶部连通,另一端与风机的输入口连通,风机的输出口与曝气盘连通。
[0016] 优选的,所述的喷淋盘内设置有喷淋腔,喷淋盘上设置有若干通气管,通气管贯穿喷淋盘设置,并将喷淋盘的两侧连通,且各通气管与喷淋盘之间封闭设置,各通气管的下部均设置有出液孔,出液孔将喷淋腔的底部与对应的通气管内腔连通。
[0017] 与现有技术相比,本发明所具有的有益效果是:
[0018] 本新型煤化工气体净化组合工艺的变换装置、变换气洗涤净化装置的酸性气送至克劳斯硫磺回收装置处理回收硫磺,将克劳斯硫磺回收装置的尾气处理放到变换气洗涤净化装置内完成,尾气经气体压缩机压缩回收后,再次送回至变换气洗涤净化装置,实现了尾气的中硫磺的循环回收,尾气实现达标排放甚至零排放,没有增加变换气洗涤净化装置的投资和运行成本,且提高了硫磺的收率,总硫收率接近100%wt;气体压缩机的每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,能够根据需要调节曲轴活塞机构工作的数量,当尾气排放量多时,所有的曲轴活塞机构都工作,即气体压缩机满负荷工作,当尾气排放量少时,此时仅需要部分曲轴活塞机构工作即可,在设备不需要满负荷运行时,能够降低动力装置的负荷,与气体压缩机满负荷运行相比,能够降低动力装置的耗能,进而降低了设备的运行成本。附图说明
[0019] 图1为新型煤化工气体净化组合工艺的结构示意图;
[0020] 图2为甲醇洗涤塔的主视剖视示意图;
[0021] 图3为图2中A处的局部放大图;
[0022] 图4为喷淋盘的主视剖视示意图;
[0023] 图5为图4中B处的局部放大图;
[0024] 图6为分散盘的主视剖视示意图;
[0025] 图7为曝气盘的主视剖视示意图;
[0026] 图8为图7中C处的局部放大图;
[0027] 图9为热泵机组的结构示意图;
[0028] 图10为气体压缩机的主视剖视示意图;
[0029] 图11为图10中D处的局部放大图。
[0030] 图中:1、变换反应炉;2、变换气热量回收装置;3、变换气分液装置;4、未变换热量回收装置;5、未变换分液装置;6、冷凝器汽提装置;7、氨洗涤塔;8、甲醇洗涤塔;801、洗涤塔主体;802、分散盘;8021、导入部;8022、分液部;8023、洗涤部;8024、进气部;803、喷淋盘;8031、通气管;8032、出液孔;804、回流管;805、洗涤换向;806、风机;807、曝气盘;8071、挡液罩;8072、排气管;8073、环形板;8074、排气孔;808、循环泵;809、安装杆;9、冷量回收装置;10、硫化氢浓缩塔;11、甲醇再生塔;12、氮气气提塔;13、制硫燃烧炉;14、克劳斯反应器;
15、尾气加氢装置;16、尾气冷却装置;17、气体压缩机;1701、压缩机主体;1702、环形槽;
1703、进气阀;1704、排气阀;1705、活塞;1706、连杆;1707、曲轴;1708、压缩气通道;1709、同步套;1710、同步孔;1711、同步轴;1712、连通孔;1714、拉簧;1715、连接部;1716、限位台;
18、冷却器;19、冷却盘管;20、冷媒压缩机;21、油分离器;22、热泵换向阀;23、润滑油罐;24、恒温盘管;25、润滑油输送泵;26、冷媒储罐;27、冷媒输送泵;28、膨胀阀;29、加热盘管;30、止回阀;31、换热器。

具体实施方式

[0031] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,然而熟悉本领域的人们应当了解,在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释,本发明的结构必然超出了有限的这些实施例,而对于一些等同替换方案或常见手段,本文不再做详细叙述,但仍属于本申请的保护范围。
[0032] 图1 11是本发明的最佳实施例,下面结合附图1 11对本发明做进一步说明。~ ~
[0033] 一种新型煤化工气体净化组合工艺,包括变换装置、变换气洗涤净化装置、克劳斯硫磺回收装置以及热泵机组,变换装置、变换气洗涤净化装置以及克劳斯硫磺回收装置依次连接,热泵机组的蒸发器和冷凝器同时与变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置连接,并分别调节变换装置、变换气洗涤净化装置和克劳斯硫磺回收装置的温度,在克劳斯硫磺回收装置与变换气洗涤净化装置之间设置有气体压缩机17,气体压缩机17的输入口与克劳斯硫磺回收装置连通,气体压缩机17的输出口与变换气洗涤净化装置连通;气体压缩机17包括压缩机主体1701、曲轴活塞机构、动力装置以及同步装置,压缩机主体
1701内设置有若干个压缩腔,各压缩腔内均连接有曲轴活塞机构,动力装置与任意一个曲轴活塞机构连接,每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,同步装置使相邻的两曲轴活塞机构同步转动,或使相邻两曲轴活塞机构之间可相对转动。本新型煤化工气体净化组合工艺的变换装置、变换气洗涤净化装置的酸性气送至克劳斯硫磺回收装置处理回收硫磺,将克劳斯硫磺回收装置的尾气处理放到变换气洗涤净化装置内完成,尾气经气体压缩机压缩回收后,再次送回至变换气洗涤净化装置,实现了尾气的中硫磺的循环回收,尾气实现达标排放甚至零排放,没有增加变换气洗涤净化装置的投资和运行成本,总硫收率接近100%wt;气体压缩机17的每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,能够根据需要调节曲轴活塞机构工作的数量,当尾气排放量多时,所有的曲轴活塞机构都工作,即气体压缩机17满负荷工作,当尾气排放量少时,此时仅需要部分曲轴活塞机构工作即可,在设备不需要满负荷运行时,能够降低动力装置的负荷,与气体压缩机17满负荷运行相比,能够降低动力装置的耗能,进而降低了设备的运行成本。
[0034] 具体的:如图1所示:变换装置包括变换部分、未变换部分和冷凝液气体部分,来自气化的粗煤气进入变换装置,主要组分H2、CO、CO2、H2O、H2S、COS、NH3,根据下游产品的不同要求,按一定比例进入变换部分,其余进入未变换部分,变换部分包含变换反应炉1、变换气能量回收装置2以及变换气分液装置3,变换反应炉1内装填变换催化剂,发生CO+H2O转化为CO2+H2的变换反应,根据原料不同,可以是单级反应或多级反应,在本实施例中,变换反应炉1内为三级反应,其中一级反应温度400~450℃,二级反应温度280~310℃,三级反应温度260~300℃,反应后变换气进入变换气热量回收装置2内进行热量回收,变换气热量回收装置2包括气气换热器、蒸汽发生器、预热器,预热各级变换反应入口气体,副产过热中/低压蒸汽用来预热锅炉、除盐水等,热量回收变换气降温过程分级分离凝液,最终将变换气降温至40℃。
[0035] 未变换部分包含未变换热量回收装置4以及未变换分液装置5,未变换热量回收装置4包括蒸汽发生器以及预热器,以利用副产过热中/低压蒸汽预热锅炉水、除盐水等,热量回收未变换降温过程分级分离凝液,最终将未变换部分降温至40℃,根据粗煤气中有机硫的含量,可设置有机硫水解槽,将粗煤气中的有机硫(COS)水解;变换气和未变换分离的低温凝液进入冷凝器汽提装置6,利用低压蒸汽提供热源,将溶解的H2S、NH3全部汽提出来,得到合格的冷凝液并送出,汽提出来的酸性气体送至克劳斯硫磺回收装置。
[0036] 变换气分液装置3和未变换分液装置5采用现有的气液分离装置即可。
[0037] 变换气洗涤净化装置包括氨洗塔7、甲醇洗涤塔8、氮气气提塔12、硫化氢浓缩塔10、冷量回收装置9以及甲醇再生塔11。
[0038] 硫化氢浓缩塔10的输入口同时与甲醇洗涤塔8和氮气气提塔12连通,硫化氢浓缩塔10的输出口同时与冷量回收装置9和甲醇再生塔11连通。氨洗塔7接收上游变换来的变换气和未变换气,主要组成H2、CO、CO2、H2O、H2S、NH3,利用高压锅炉水及甲醇脱除变换气和未变换气中残留的氨,可设置两个塔,分别洗涤变换气和未变换气。冷量回收装置9即为其中一个蒸发器。
[0039] 脱氨后的变换气进入甲醇洗涤塔8,用低温甲醇脱除变换气体中的H2S和CO2,操作温度‑60~‑50℃,变换气中的H2S、CO2和其他杂质溶解在低温甲醇中形成富甲醇,脱除掉H2S和CO2的变换气成为氢气产品,富甲醇溶液进入硫化氢浓缩塔10内,氮气气提塔12内的氮气通入硫化氢浓缩塔10,利用氮气气提富甲醇,使富甲醇中溶解的CO2气提解吸,达到H2S被浓缩的目的,脱除掉H2S的CO2净化气经冷量回收装置9后直接放空或者进入后续工艺流程回收CO2。
[0040] 浓缩了H2S的富甲醇进入甲醇再生塔11,在外供热源条件下进行再生,再生温度控制在90~100℃,甲醇中所溶解的含H2S酸性气体全部解析出来,再生后的贫甲醇至甲醇洗涤塔8循环使用,解析出来的酸性气体经过冷却分液后送至克劳斯硫磺回收装置的制硫燃烧炉13内。
[0041] 克劳斯硫磺回收装置包括制硫燃烧炉13、克劳斯反应器14、尾气加氢装置15、余热回收系统、尾气冷却装置16,其中克劳斯反应器14通过余热回收装置前端与制硫燃烧炉13连通,后端与尾气加氢装置15连通,制硫燃烧炉13、克劳斯反应器14、尾气加氢装置15都与余热回收系统连通。余热回收系统即为冷凝器。
[0042] 制硫燃烧炉13接收上游变换装置和变换气洗涤净化装置来的含H2S酸性气,通过严格控制空气或氧气配入量,在制硫燃烧炉内发生高温克劳斯反应,反应温度950~1400℃,使酸性气中类、有机物等杂质在炉内高温分解,部分H2S转化为单质硫和SO2,高温克劳斯反应过程产生大量的热量,可以通过余热回收系统副产中/低压蒸汽,实现热量回收利用,单质硫通过余热回收系统被回收下来。
[0043] 经过余热回收的制硫过程气进入克劳斯反应器14,设置多级克劳斯反应器14,在反应器内催化剂的作用下,过程气中H2S和SO2反应转化为单质硫,其中一级催化反应温度控制在300~340℃之间,二级催化反应控制在210~250℃之间,催化反应的过程中也会产生热量,可以通过余热回收系统副产低压蒸汽进行回收利用,副产的中压蒸汽可用于加热过程气,使过程气达到进入克劳斯反应器的起始反应温度,从而进入反应器进行催化反应,多余的中压蒸汽并入系统管网;副产的低压蒸汽可用于装置设备和管道伴热,多余部分并入系统管网或送出装置。经过余热回收后的过程气降温至150~160℃,单质硫可以从过程气中分离出来,通过回收系统被回收。
[0044] 催化反应后的制硫尾气进入尾气加氢装置15,尾气加氢装置15为加氢反应器,在加氢反应器内,使用外供氢源在尾气加氢催化剂的作用下,尾气中的SO2被还原、水解为H2S,反应温度控制在260~330℃,催化反应的过程中也会产生热量,可以通过余热回收系统副产低压蒸汽进行回收利用,经过余热回收后的过程气降温至150~170℃,进入尾气冷却装置16。在尾气冷却装置16内,通过淬冷剂将制硫尾气冷却至40℃,然后通过气体压缩机17升压至2~3bar,由于升压后气体温度会升高,再通过冷却器18降温至40℃,输送至变换气洗涤净化装置。
[0045] 其中克劳斯硫磺回收装置的尾气升压降温后,输送至变换气洗涤净化装置,与氨洗涤塔7的低温甲醇水溶液换热,进一步冷却至‑5~5℃,送入氮气气提塔12,与氮气一起气提硫化氢浓缩塔10内的富甲醇,同时尾气中的H2S溶解在富甲醇中,达到尾气被净化的目的,净化尾气与CO2净化气一起经冷量回收后直接放空,净化气中H2S含量极低,小于1.0ppmv,甚至为零,实现硫回收尾气达标排放,甚至零排放的目标;溶解了H2S的富甲醇进入甲醇再生塔11,在外供热源条件下进行再生,所溶解的含H2S酸性气体全部解析出来,送至克劳斯硫磺回收装置继续回收硫磺,达到提高能硫磺收率的目标。
[0046] 如图2所示:甲醇洗涤塔8包括洗涤塔主体801以及设置在洗涤塔主体801内的喷淋盘803、分散盘802以及曝气盘807。喷淋盘803、分散盘802以及曝气盘807由上至下间隔设置,其中喷淋盘803用于输入甲醇并将甲醇向下喷淋至分散盘802上。曝气盘807用于使气体分散至洗涤塔主体801内,分散盘802用于使甲醇与气体充分接触,进而实现了甲醇的洗涤。
[0047] 甲醇洗涤塔8还包括回流管804、风机806、洗涤换向阀805以及循环泵808。
[0048] 回流管804的一端与洗涤塔主体801的顶部连通,另一端与洗涤换向阀805的一个输入口连通,洗涤换向阀805的另一个输入口用于气体的输入,风机806的输入口与洗涤换向阀805的输出口连通,风机806的输出口与曝气盘807连通。洗涤塔主体801的底部设置有出气口,出气口上设置有出气阀,通过出气阀能够控制出气的通断,进而与风机806配合,能够实现进入到洗涤塔主体801内的气体的循环洗涤。洗涤换向阀805的两个输入口交替与输出口连通,从而实现了连续对气体进行洗涤或对洗涤塔主体801内的气体循环洗涤的模式的切换。
[0049] 循环泵808的输入口与洗涤塔主体801的底部连通,循环泵808的输出口与喷淋盘803连通,从而实现了甲醇的循环使用。在洗涤塔主体801的底部还设置有甲醇输入管,甲醇输入管上设置有甲醇输入阀。
[0050] 环绕洗涤塔主体801的外壁设置有冷却盘管19,冷却盘管19即为热泵机组的蒸发器,通过冷却盘管19对洗涤塔主体801进行降温。在冷却盘管19外还可以设置保温层,以避免冷量的散失。
[0051] 如图3所示:曝气盘807的侧部与洗涤塔主体801内壁间隔设置,曝气盘807的侧部通过安装杆809与洗涤塔主体801固定连接,以使甲醇溶液能够顺畅的流动至洗涤塔主体801的底部。
[0052] 其中任意一根安装杆809为圆管状,风机806的输出口通过圆管状的安装杆809与曝气盘807连通。
[0053] 如图4‑5所示:喷淋盘803内设置有喷淋腔,喷淋盘803上设置若干竖向的通气管8031,通气管8031贯穿喷淋盘803设置,通气管8031将喷淋盘803的上下两侧连通,以使下侧的气体流动至喷淋盘803的上侧。通气管8031与喷淋盘803之间密封设置。
[0054] 在各通气管8031的下部设置有出液孔8032,出液孔8032沿通气管8031的径向设置,出液孔8032将喷淋腔与通气管8031的内腔连通,各通气管8031上均设置有若干出液孔8032,各出液孔8032均环绕通气管8031间隔设置。
[0055] 甲醇经循环泵808送入到喷淋盘803的喷淋腔内,并通过出液孔8032流入到各通气管8031内,进而与经过通气管8031流过的气体充分接触。
[0056] 如图6所示:分散盘802上设置有若干分散孔,分散孔贯穿分散盘802设置,并将分散盘802的上下两侧连通,甲醇通过分散孔流动至分散盘802的下侧,气体经过分散孔流动至分散盘802的上侧。
[0057] 分散孔包括由上至下依次设置的导入部8021、分液部8022、洗涤部8023以及进气部8024。导入部8021和分液部8022的直径均由上至下逐渐减小,导入部8021的底部与分液部8022的顶部对接,且导入部8021的母线与竖直方向的夹大于分液部8022与竖直方向的夹角,导入部8021的存在,能够避免分散盘802的上侧存储甲醇溶液,分液部8022能够使甲醇沿分液部8022的内壁流动。洗涤部8023为圆柱状,洗涤部8023的顶部与分液部8022的底部对接,进而使甲醇能够沿洗涤部8023的内壁匀速流动。进气部8024的顶部与洗涤部8023的底部对接,进气部8024的直径由下至上逐渐增大,气体经过进气部8024进入到洗涤部8023内,由于进气部8024的直径沿气流方向逐渐增大,使气体的流速逐渐减慢,进而保证气体与甲醇的接触时间长,保证对气体的洗涤效果好。
[0058] 如图7‑8所示:曝气盘807的上部为中部上凸的弧形,能够使落至曝气盘807顶部的甲醇溶液向下流动,并流动至洗涤塔主体801的底部。曝气盘807的顶部设置有若干个曝气嘴。
[0059] 曝气嘴包括排气管8072、挡液罩8071以及环形板8073,排气管8072的下端伸入到曝气盘807内并与曝气盘807的内腔连通,排气管8072与曝气盘807中间密封连接,环形板8073套在排气管8072外,环形板8073设置在排气管8072的顶部,挡液罩8071为中部上凸的半球形,挡液罩8071罩设在环形板8073的上侧,挡液罩8071内壁与环形板8073外沿密封连接,且挡液罩8071的下端低于环形板8073设置,环形挡板8073上设置有若干排气孔8074。
[0060] 进入到曝气盘807内的气体经过排气管8072进入到挡液罩8071与环形板8073之间的空腔内,并通过排气孔8074喷至曝气盘807的顶面上,进而与顶面上的向下流动的甲醇溶液接触,进一步实现了对气体的洗涤。由于挡液罩8071的底部低于环形板8073设置,能够避免液体进入到排气管8072内。
[0061] 如图9所示:热泵机组包括冷媒压缩机20、油分离器21、润滑油罐23、冷凝器、蒸发器以及冷媒储罐26。其中冷凝器为冷却盘管19,冷却盘管19设置有若干个;蒸发器为加热盘管29,加热盘管29也设置有若干个。
[0062] 冷媒压缩机20的冷媒出口与油分离器21的输入口连通,油分离器21的冷媒出口连接有热泵换向阀22,热泵换向阀22的各输出口分别与各冷却盘管19的输入口连通,各冷却盘管19的输出口均与冷媒储罐26的顶部连通。
[0063] 热泵换向阀22还可以通过多个电磁阀来实现,各冷却盘管19的输入口均与油分离器21的输出口连通,且各冷却盘管19的输入口与油分离器21的输出口之间均设置有电磁阀。
[0064] 冷媒储罐26的输出口连接有冷媒输送泵27,冷媒输送泵27的输出口同时与各加热盘管29的输入口连通,各加热盘管29的输出口均串联止回阀30后与冷媒压缩机20的冷媒入口连通。
[0065] 润滑油罐23的输出口连接有润滑油泵25,润滑油泵25的输出口与冷媒压缩机20的润滑油输入口连通。环绕润滑油罐23外壁设置有恒温盘管24,恒温盘管24的输入口与冷媒输送泵27的输出口连通,恒温盘管24的输出口与冷媒压缩机20的冷媒入口连通,从而利用冷媒来使润滑油保持恒温,进而保证润滑油的流动性。恒温盘管24上可以设置温控阀,进而保证润滑油维持恒温。
[0066] 如图10‑11所示:气体压缩机17包括压缩机主体1701、曲轴活塞机构、动力装置以及同步装置。
[0067] 压缩机主体1701的左侧设置有若干个压缩腔,各压缩腔内均安装有曲轴活塞机构,动力装置与任意一个曲轴活塞机构连接,并带动该曲轴活塞机构运动,进而实现了对尾气的压缩。每相邻的两曲轴活塞机构之间均设置有同步装置,同步装置既可以使相邻的两曲轴活塞机构同步工作,又可以使相邻的两曲轴活塞机构之间断开传动,进而调节工作的曲轴活塞机构的数量,进而降低动力装置的负荷,从而降低耗能。动力装置为电机内燃机。压缩机主体1701分体设置,以方便曲轴活塞机构和同步装置的拆装和维护,其中润滑油直接送入到压缩腔内。在本实施例中,压缩腔并排设置有两个。
[0068] 各压缩腔的左端均设置有进气阀1703和排气阀1704,进气阀1703和排气阀1704均为止回阀。
[0069] 曲轴活塞装置包括曲轴1707、活塞1705以及连杆1706,曲轴1707可转动的安装在压缩机主体1701内,活塞1705可滑动的安装在压缩腔内,活塞1705与压缩腔内壁之间密封设置,连杆1706的一端与曲轴1707之间铰接,另一端与活塞1705可转动的连接。下侧的曲轴1707的下端伸出压缩机主体1701,进而与动力装置连接,动力装置带动曲轴1707转动,进而通过曲轴1707带动活塞1705往复运动,进而与进气阀1703和排气阀1704相配合实现了对气体的压缩。
[0070] 同步装置设置在两曲轴1707之间,同步装置包括同步套1709、同步轴1711以及驱动装置,其中驱动装置包括设置在压缩机主体1701上压缩气通道1708以及设置在同步套1709上的连通孔1712。
[0071] 在压缩机主体1701上设置有用于安装同步套1709的安装孔,环绕安装孔的两端均设置有环形的限位台1716,同步套1709设置在两限位台1716之间,进而实现了对同步套1709的轴向的定位,同步套1709与压缩机主体1701之间可相对转动。同步套1709的两端的内径大于中部的内径,并在同步套1709的两端形成连接部1715,各连接部1715内壁均设置有内花键,并在同步套1709的两连接部1715之间形成限位部。
[0072] 环绕同步套1709的外壁中部设置有环形槽1702,连通孔1712设置在环形槽1702的底部,连通孔1712将环形槽1702与同步套1709内壁连通,连通孔1712设置在同步套1709的中部,连通孔1712环绕同步套1709间隔设置有若干个,压缩气通道1708与环形槽1702连通,进而方便向同步套1709内通入压缩气或将压缩气排出。
[0073] 在各曲轴1707的端部均设置有同步孔1710,同步孔1710与连接部1715同轴且间隔设置,环绕同步孔1710内壁也设置有内花键。
[0074] 各连接部1715均连接有同步轴1711,同步轴1711为花键轴,同步轴1711与连接部1715之间密封设置。当通过压缩气通道1708向同步套1709内通入压缩气时,压缩气推动两侧的同步轴1711向外运动,并进入到对应侧的曲轴1707上的同步孔1710内,此时两侧的曲轴1707均与同步套1709保持同步转动。当对压缩气通道1708抽负压时,此时能够使两同步轴1711向同步套1709内运动并限位在限位部上,此时同步轴1711与曲轴1707的同步孔1710分离,此时来两曲轴1707之间的动力传输断开。
[0075] 更进一步的,在两同步轴1711之间设置有拉簧1714,拉簧1714的两端分别与对应侧的同步轴1711连接,拉簧1714处于拉伸状态,进而在压缩气通道1708断开后,拉簧1714即可拉动两侧的同步轴1711同步向内运动,并分别与对应侧的曲轴1707之间断开传动。
[0076] 本新型煤化工气体净化组合工艺在工作时,能够根据需要来调节气体压缩机17的工作负荷,进而降低了动力装置的负荷,以降低动力装置的功耗。
[0077] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。